Modulace VSB

VSB modulace , odvozený z angličtiny zbytkový sideband modulaci nebo také nazývaný digitální zbytkové modulace sideband , je modulační technika na zpracování digitálního signálu , který kombinuje amplitudové modulace s zbytkového postranního technikou. Aby se zabránilo záměně s analogovou modulací SSB, označuje se jako 4-VSB, 8-VSB nebo 16-VSB, přičemž číslice označují počet dostupných symbolů .

popis

Modulační metody QAM a VSB ve srovnání a jejich spektra velikosti

2 ^n- VSB úzce souvisí s 2 ²ⁿ - kvadraturní amplitudovou modulací (QAM). K přenosu informací se používá nosič s frekvencí F - komplexní signál v poloze základního pásma je vyjádřen dvěma složkami signálu, které jsou označovány jako I ( reálná část ) a Q ( imaginární část ).

U VSB se na jeden symbol přenáší n bitů, u QAM se přiřadí 2 bity. Dvojitý počet bitů v QAM vyplývá ze skutečnosti, že signál I nebo Q může přijímat n bitů informací na symbol nezávisle na sobě. U VSB je však signál Q přímo závislý na signálu I.

V VSM, odstranit postranní pásmo, je analytický signál v poloze základního pásma (I a Q) je nejprve generován pomocí na transformaci Hilbertova . To znamená, že já i Q přenášíme stejné informace. V poloze pásmového propustu se po vynásobení nosnou frekvencí F přidají dvě složky jako v QAM, přičemž postranní pásmo, například negativní frekvenční složky , zmizí. To znamená, že ve srovnání s 2 ²ⁿ QAM je vyžadována pouze poloviční šířka pásma.

Spektrální účinnost je tedy stejná jako QAM. Se stejným poměrem signálu k šumu (SNR) a stejnou symbolovou rychlostí je poloviční datová rychlost QAM dosažena s poloviční šířkou pásma. Stejně jako u QAM - na rozdíl od z. B. amplitudová modulace (AM) používaná také ve vysílání - nosný signál musí být ve stejné fázi jako vysílač; musí být možné jej rekonstruovat z přijatého signálu - což je třeba vzít v úvahu při kódování přenášených signálů.

Hlavní rozdíly

Konstelační diagram 16-QAM ve srovnání se 4-VSB na komplexní úrovni IQ

Konstelace diagram 16-QAM a přímo srovnatelné 4-VSB modulaci je uvedeno na levé straně. U 16-QAM lze reprezentovat 4 bity na symbol, což odpovídá čtyřem úrovním nebo dvěma bitům na ose I nebo Q. Pro 4-VSB, informace se nachází na přijímači, než pouze na jedné ose, například ve směru Q . Vychýlení na I je potom irelevantní a může představovat pruh. S takto vytvořenými čtyřmi úrovněmi nebo „pruhy“ mohou být v komplexní rovině zastoupeny dva bity na symbol, což při identické symbolové rychlosti vyjadřuje poloviční datovou propustnost VSB ve srovnání s QAM.

Pokud není fázová poloha v přijímači správně nastavena, bude se konstelační diagram otáčet a výsledkem budou související chyby. Ve srovnání s QAM navíc VSB vyžaduje mírně vyšší úsilí pro modulaci, ale poněkud menší úsilí pro demodulaci. Je tomu tak proto, že Hilbertova transformace je vyžadována v modulátoru místo v demodulátoru. - alespoň v základní implementaci kodéru a dekodéru.

Na rozdíl od QAM není modulace VSB v praxi kombinována s metodami s více nosiči, jako je ortogonální multiplexování s frekvenčním dělením (OFDM).

použití

Pozemní digitální televize v Severní Americe podle standardu ATSC používá standardně VSB a ne OFDM v kombinaci s QAM, jak je tomu u DVB-T, které je běžné v Evropě a ve velkých částech Asie . Šířka pásma ATSC RF je založena na kanálové mřížce NTSC a je 6 MHz, symbolová rychlost 10,76 MS symbolů / s. Používá se 8-VSB, což vede k hrubé datové rychlosti 32,28 Mbit / s. Čistý datový tok se obvykle pohybuje kolem 60% této hodnoty.

Pro vyšší datové rychlosti v kabelu není k dispozici 16-VSB, ale 64-QAM a 256-QAM.

• 64-QAM: symbolová rychlost: 5,056941 MSymbole / s, hrubá rychlost dat: 30,34165 Mbit / s
• 256-QAM: symbolová rychlost: 5,360537 MSymbole / s, hrubá rychlost dat: 42,88430 Mbit / s

webové odkazy

• A-53 (digitální televize v USA) (PDF; 1,9 MB)
• Kabel QAM-64 a QAM-256 (PDF; 278 kB)